【摘要】：近年來,環(huán)境污染越來越嚴重,檢測環(huán)境中的有害氣體尤其重要,氣敏傳感器的出現(xiàn)引起了人們的關(guān)注。由于氣敏性能與材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系,可以通過增大材料的比表面積,提高對目標氣體的吸附,優(yōu)化氣敏傳感器的氣敏性能。基于這一要求,本文通過濕化學法制備出NiO基網(wǎng)絡(luò)狀薄膜,并對其形貌結(jié)構(gòu)以及氣敏性能進行了研究。主要結(jié)果如下:采用化學浴沉積法所制備的前驅(qū)體薄膜經(jīng)400℃熱處理后獲得立方NiO多晶薄膜。NiO薄膜是由相互連接的納米薄片組成的納米網(wǎng)絡(luò)陣列,納米片的厚度大約為200 300nm。組成NiO薄膜的納米薄片顯示出一種層次分明的多孔結(jié)構(gòu),孔洞的寬度大約為5nm。通過在印有Pt叉指電極的氧化鋁基板上原位生長并經(jīng)熱處理制成NiO納米片陣列氣敏元件。測試結(jié)果顯示,該NiO陣列膜對H_2S氣體具有極好的氣敏響應(yīng)性能:其最佳工作溫度為200℃;在該溫度下對H_2S氣體的檢測濃度可低至10ppm,對50ppm H_2S的響應(yīng)靈敏度高達78;與NO_2,NH_3,SO_2和CO氣體相比,NiO陣列膜對H_2S氣體具有良好的選擇性,但是響應(yīng)穩(wěn)定性較差。采用濕化學法制備SnO_2/NiO復合薄膜。該薄膜是在納米片網(wǎng)絡(luò)陣列表面上覆蓋一層透明均勻的薄膜,納米薄片變厚,厚度從30nm變化為50nm,形成一種比納米薄片組成的多孔結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),孔洞的寬度大約為200 500nm。通過對SnO_2/NiO薄膜制成的氣敏元件測試發(fā)現(xiàn),該薄膜對H_2S氣體具有極好的氣敏響應(yīng)性能:其最佳工作溫度為200℃;在該溫度下對H_2S氣體的檢測濃度可低至10ppm,對50ppm H_2S的響應(yīng)靈敏度高達82;可以實現(xiàn)快速響應(yīng)與恢復;與NO_2,NH_3,SO_2和CO氣體相比,NiO陣列膜對H_2S氣體具有良好的選擇性;靈敏度波動非常小,具有良好的穩(wěn)定性。綜合分析發(fā)現(xiàn),SnO_2/NiO薄膜較NiO薄膜具有更好的氣敏性能。通過溶膠-凝膠提拉法所制備的NiO薄膜和Ni薄膜為多晶膜,兩種薄膜都為面心立方結(jié)構(gòu)。NiO薄膜顆粒均勻致密,表面平整。Ni薄膜呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu),孔的寬度約為100nm,長度可達數(shù)百納米。通過對NiO和Ni薄膜型氣敏元件測試發(fā)現(xiàn),在200℃時,在100ppm H_2S條件下,Ni薄膜型氣敏元件的靈敏度為2.44,僅僅達到采用化學浴沉積法得到的網(wǎng)絡(luò)狀NiO薄膜型氣敏元件靈敏度的1.63%;Ni薄膜型氣敏元件沒有動態(tài)響應(yīng)。通過溶膠-凝膠提拉法制備出CuO-NiO薄膜,在氫氣中將其還原為Cu_(0.7)Ni_(0.3)薄膜,最佳條件為還原溫度為300℃,還原時間為50min,鍍膜次數(shù)為10次,此時Cu_(0.7)Ni_(0.3)薄膜的方塊電阻為29Ω/□。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP212;X831;O657
【圖文】：

的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，NiO 薄膜的制備工討論。及性質(zhì)Cl 相同，即巖鹽結(jié)構(gòu)，均為面心立方結(jié)構(gòu) O 原子。每個 Ni 原子周圍有 6 個 O 原子位于正八面體的中心，晶格常數(shù) a=b=cd 電子結(jié)構(gòu)[25, 26]，禁帶寬度較寬，為 3.6的氧，但是整個系統(tǒng)是電荷中性的，在型半導體[32, 33]。NiO 中 Ni 電子排布為 1s

能料功耗低，著色效率很高，在開路條件下具有穩(wěn)定的記憶料，因為它具有較高的電致變色效率，循環(huán)性能良好，材H)2脫氫導致的，生成了含有 Ni3+的 NiOOH。具體反應(yīng)如NiO+OH-→NiOOH+e-Ni(OH)2+OH- NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2 NiOOH+H-+e-人[36]采用電泳沉積和化學浴沉積相結(jié)合的方法，制備了膜，圖 1.2 是多孔 NiO/RGO 雜化膜在有色和漂白狀態(tài)下的有可逆性，從透明到深褐色，著色效率很高，為 76cm2C 6.7s），循環(huán)性能很好，由于 NiO 的多孔結(jié)構(gòu)，比表面積lyukh 和 Green 等人[37]采用直流射頻磁控濺射法制備 NiO隙分別為 3.95eV，3.97eV。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 孫全;邵忠財;高景龍;;NiO超細粉的制備及應(yīng)用進展[J];有色礦冶;2006年04期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 褚憲薇;NiO基薄膜的磁控濺射法制備及其光電器件的研究[D];吉林大學;2017年

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 李俊俏;NiO薄膜制備及特性研究[D];長春理工大學;2010年

本文編號：2733957